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Justo después de una hoja de “señal de salida para calamares”, en la planta baja de un majestuoso edificio de ladrillo en el Laboratorio de Biología Marina (MBL) en Woods Hole, Massachusetts, un puñado de personas con batas de laboratorio se balancean entre filas de microondas.tanques de gran tamaño.Controlan la calidad del agua, administran alimentos, toman notas y se dedican a transformar el panorama de la investigación biológica marina.

Dirigidos por el mago de los calamares Bret Grasse, los trabajadores del Centro de Recursos Marinos de MBL están intentando dominar la ciencia de la cría de cefalópodos (un grupo que incluye calamares, sepias y pulpos) en cautiverio.Un gorgoteo constante de agua de mar fresca de Cape Cod que se origina en una ensenada adyacente se filtra a través de una red de tuberías, lo que aumenta la sensación de caos en el espacioso pero apretado laboratorio húmedo.A medida que continúa mi recorrido, emerge el orden.Lo que al principio parecen botellas de plástico mal colocadas dentro de algunos tanques resultan ser viejas botellas de Coca-Cola, colocadas a propósito en el medio del tanque para incubar huevos de cefalópodos.El aire introducido en cada botella mantiene huevos translúcidos del tamaño de pasas oscilando en su interior.Algunos padres de cefalópodos oxigenan sus huevos hasta que eclosionan, pero Grasse desarrolló la incubadora con botella de refresco para automatizar la tarea, liberando a los padres para producir el siguiente lote de huevos.Esta es una de varias innovaciones de baja tecnología que el equipo ha implementado para producir cefalópodos en masa como animales de laboratorio.Si tienen éxito, habrán ayudado a dar paso al organismo modelo marino más nuevo del mundo.

Un organismo modelo se utiliza como sistema de prueba para revelar verdades universales de la biología.El modelo puede representar un grupo más grande de animales o servir como sustituto de los humanos u otras especies.Gran parte de nuestro conocimiento sobre el desarrollo de los organismos vivos, incluida la genética, proviene de investigaciones sobre un puñado de organismos modelo, como moscas de la fruta, gusanos redondos, peces cebra, ratones y ratas.Se trata de animales pequeños con tiempos generacionales cortos que son fáciles de mantener y criar y cuyos genomas podemos analizar y modificar fácilmente para estudiar la interacción de la genética, la biología y las enfermedades y luego intentar aplicar los conocimientos también a los humanos.

Los científicos ya tienen acceso a otros animales marinos para sus trabajos de laboratorio y los han utilizado para descubrirdescubrimientossobre todo, desde la transmisión nerviosa hasta la fertilización y los mecanismos detrás del aprendizaje y la memoria.Pero a medida que la comunidad científica ha abrazado el estudio de la genética durante las últimas tres décadas, su necesidad de nuevos modelos marinos genéticamente manejables (es decir, animales de laboratorio con genes que puedan manipularse fácilmente) se ha vuelto obvia.MBL quiere llenar el vacío produciendo el primer organismo modelo de cefalópodo genéticamente manejable del mundo.

Cuando se trata de lo que podríamos aprender de los cefalópodos, las posibilidades abundan.

Los científicos organizan a los animales en aproximadamente 35 filos, pero sólo estudian algunos en detalle, dice Caroline Albertin, bióloga de cefalópodos del MBL, lo que deja grandes vacíos en nuestro conocimiento biológico.Es como querer entender la fisiología humana pero sólo estudiar a los hombres.

"Hay zonas enteras del mundo biológico a las que no tenemos acceso", dice Albertin.En 2015, formó parte del primer equipo en secuenciar el genoma de un pulpo.Los cefalópodos tienen mucho en común con los vertebrados, dice, cosas como cerebros grandes, ojos de cámara y un sistema circulatorio cerrado, pero evolucionaron de manera completamente independiente."Están más estrechamente relacionados con otros moluscos, como los caracoles y las almejas, que no tienen estas características", añade.

Estudiar los genes de los cefalópodos y su embriología (cómo se despliegan esos genes durante el desarrollo) podría ayudarnos a mejorar nuestro conocimiento de la evolución y la biología de los organismos.Como señala Albertin, investigar los matices del gran sistema nervioso de los cefalópodos podría arrojar luz sobre el cerebro humano.Y descubrir cómo los cefalópodos regeneran sus brazos, a pesar de tener grandes cordones nerviosos recorriéndolos, podría conducir a un gran avance en el tratamiento de las lesiones de la médula espinal humana.

Otros expertos en cefalópodos, como el biólogo neuromolecular Josh Rosenthal, que supervisa el proyecto de desarrollo de organismos modelo de cefalópodos en MBL, están entusiasmados con las perspectivas de estudiar innovaciones adicionales que desarrollaron los cefalópodos, como su capacidad para editar su propia información genética.Los tres corazones de los cefalópodos y su capacidad para igualar el color, el patrón y la forma de su entorno también fascinan a los biólogos que esperan descubrir los principios biológicos subyacentes de esos rasgos.

Pero antes de que MBL pueda generar impulso en torno a la investigación de cefalópodos, los científicos primero deben dominar el arte de mantener felices a sus inquietos sujetos y producir en masa en cautiverio, lo cual es mucho más complicado con los cefalópodos que con los ratones.

MBL, una filial de la Universidad de Chicago, se enorgullece de estudiar la naturaleza a través de un enfoque práctico, en lugar de hacerlo a través de libros.Hace unos años, un grupo de investigadores relacionados con la corporación sin fines de lucro comenzó a discutir el desarrollo de una nueva especie modelo marina con un sistema genético manejable.La proximidad de MBL a una parte rica del océano, donde las aguas tropicales traídas por la Corriente del Golfo se encuentran con las frías aguas del Atlántico Norte, ha ayudado a convertirlo en un centro global para la investigación marina.Decenas de estudiantes y científicos llegan cada verano para recibir capacitación e investigación, creando una vibra palpable de entusiasmo por desentrañar los misterios de la naturaleza.Los investigadores sabían que cualquier nuevo organismo modelo que desarrollaran aquí probablemente sería rápidamente adoptado por los científicos visitantes que llevarían las nuevas ideas y técnicas a sus laboratorios locales.

El grupo finalmente llegó a un acuerdo sobre los cefalópodos y, en abril de 2017, MBL comenzó a trabajar para hacer realidad una nueva especie modelo.Una de las primeras llamadas fue a Grasse.

Con su estilo relajado, el acuarista Grasse emite una vibra de surfista de la costa oeste mientras hace pausas entre tanques para hablar sobre grandes ideas en biología y pequeños ajustes a sus acuarios.En su último trabajo como acuarista senior en el Acuario de la Bahía de Monterey en California, diseñó y desarrolló la primera exposición pública de cefalópodos a gran escala del mundo."Por cada dos especies que mostramos, probablemente había otras cuatro detrás de escena con las que estábamos jugando", dice."Tengo muchos años de experiencia práctica e innovadora en la solución de diferentes desafíos en la cría de cefalópodos". Ahora, el proyecto de cefalópodos de MBL depende de esa experiencia para que sea un éxito.

MBL, que tiene una larga y venerable historia en la investigación de cefalópodos, ya tenía una colección de cefalópodos vivos, en su mayoría calamares y sepias, capturados en la naturaleza o donados de otros laboratorios.Y la organización tenía experiencia en la cría de cefalópodos a menor escala, lo que le dio una buena ventaja.Pero para convertirse en una fuente confiable de cefalópodos, MBL espera que necesitará producir continuamente grandes cantidades de estos animales (cientos, miles o más) para apoyar a la comunidad científica en general con organismos modelo listos para enviar.

Una clave para criar con éxito animales tan difíciles, dice Grasse, es aprender a leer sus señales sutiles, como un ligero cambio en la coloración de su piel o un cambio menor de comportamiento."La forma en que respiran, nadan, succionan o se muestran colores unos a otros me dará pistas sobre lo que necesitan y me permitirá abordarlos de manera proactiva".

También se necesita trabajar las veinticuatro horas del día para mantener las condiciones adecuadas para la etapa de vida de un cefalópodo (teniendo en cuenta la alimentación, el hábitat, la compañía y la calidad del agua) y modificarlas para obtener mejores resultados.La mayoría de las especies de cefalópodos en MBL tienen una longevidad natural de seis meses a un año y alcanzan la madurez sexual a los tres meses."Tienen ese estilo de vida que vive rápido y muere joven", dice Grasse.El trabajo de su grupo ya ha aumentado la longevidad hasta superar el período de vida típico en la naturaleza y ha elevado la supervivencia de los huevos al 90 por ciento o más para algunas especies.

Combinando la experiencia de Grasse con los requisitos de los científicos, el equipo de MBL se ha centrado en varias especies que se ajustan a algunos criterios importantes para posibles organismos modelo: los animales son pequeños, tienen una esperanza de vida corta y mantienen ciclos de reproducción predecibles.Los artistas estrella incluyen el calamar bobtail hawaiano, el pulpo de dos manchas de California, la sepia extravagante, el calamar pijama rayado y la sepia enana.El pulpo cebra pigmeo es una incorporación más reciente a la lista.Los científicos han estado intentando criar en cautiverio a este animal del tamaño de una pastilla desde la década de 1970 y, a finales de 2018, MBL se convirtió en elprimero en la culturaa lo largo de varias generaciones, afirma Grasse.La lista podría reducirse aún más dependiendo de qué tan bien continúe reproduciéndose cada especie, o podríamos terminar con varias de estas especies como nuevos organismos de laboratorio.

Es una excelente estrategia elegir algunos cefalópodos representativos y concentrar nuestros esfuerzos en comprenderlos realmente, dice Jennifer Mather, investigadora de cefalópodos de la Universidad de Lethbridge en Alberta, que no participa en el proyecto.âSabemos muy poco sobre estos animales, incluidos aspectos tan fundamentales de sus vidas como el comportamiento y la ecología.â

El objetivo final del equipo de cefalópodos de MBL es tener un suministro listo de las especies elegidas en varias etapas de su vida, para poder responder de inmediato a las solicitudes de los científicos de todo el mundo."Así, dependiendo de la cuestión científica, los investigadores pueden tener exactamente el tipo de recurso que necesitan y desean", afirma Grasse.Antes del programa de cefalópodos, MBL poseía unas 50 sepias y 30 calamares y ahora tiene alrededor de 4.000 cefalópodos, casi todos cultivados.

Mientras el equipo de Grasse descubre las mejores metodologías para cultivar cefalópodos, el equipo de genetistas de Rosenthal en MBL está igualmente inmerso en la otra mitad de la ecuación: profundizar en los genes de sus sujetos de prueba.Una vez que haya disponible un suministro constante de cefalópodos y hayan terminado de secuenciar y catalogar los genomas, planean comenzar a manipular el ADN de algunas crías para brindar más opciones a los futuros clientes.Es posible que los científicos quieran ordenar cefalópodos con ciertos genes agregados o eliminados para estudiar un tema en particular, por ejemplo.Parte del trabajo de los genetistas es perfeccionar una técnica científica que permitirá a los investigadores realizar esas modificaciones.Muchos de los conocimientos que los científicos esperan obtener de los cefalópodos dependerán de su capacidad para manipular genes uno por uno, a menudo durante la etapa embrionaria, y luego estudiar el impacto en el animal, dice Rosenthal.

Una vez que los científicos alteran con éxito un gen, necesitan poder mantener al animal vivo, creciendo y reproduciéndose para poder ver si el cambio genético es evidente en generaciones sucesivas, añade Rosenthal."Cultivarlos es clave". Los investigadores externos podrían criar cefalópodos de MBL en sus propios laboratorios, si tienen las habilidades, o trabajar en el sitio de MBL durante un período de tiempo con la ayuda del equipo de cefalópodos.

Los beneficios del proyecto para MBL son claros: hay prestigio asociado con ser la primera y única fuente de uno de los pocos organismos modelo genéticamente manejables del mundo, aunque los investigadores dicen que el prestigio no es su motivación impulsora.y existe potencial para obtener ganancias financieras.

Por ahora, los cefalópodos y las lecciones que Grasse y su equipo han aprendido al criarlos están disponibles de forma gratuita para otros científicos que quieran realizar investigaciones en MBL.Si el proyecto tiene éxito, también facilitará que MBL atraiga a más científicos para que realicen su trabajo de laboratorio aquí durante todo el año, no sólo durante los idílicos meses de verano, cuando Woods Hole se vuelve perfecto, con chozas flotando en las tranquilas aguas de la bahía.gaviotas deslizándose junto a los barcos y familias paseando por un paseo soleado.

Aquellos que quieran llevar los cefalópodos a sus laboratorios locales deberán pagar.MBL ya ha comenzado a vender algunos de sus animales a investigadores externos para ayudar a cubrir los costos del proyecto mientras los científicos del personal continúan con el trabajo de desarrollo, pero aún no está obteniendo ganancias.Los embriones de cefalópodos pueden venderse por 5 dólares cada uno, y los adultos entre 25 y 300 dólares.âNo estamos tratando de hacernos ricos;Nuestro objetivo a corto plazo es fomentar la ciencia y la investigación, y fomentar el uso de estos animales”, afirma Grasse.âSi todos seguimos usando exactamente los mismos modelos, las mismas moscas de la fruta, el mismo pez cebra... si seguimos haciendo la pregunta a los mismos animales, sólo podremos llegar hasta cierto punto.Así que depende de nosotros, como cultura científica, diversificarnos un poco”.

El proyecto de los cefalópodos se basa en el entendimiento de que la comunidad científicanecesidadesnuevos animales de laboratorio.Pero salgo del laboratorio de Grasse en conflicto sobre si MBL debería perseguir a los cefalópodos como organismos modelo, dado lo aparentemente inteligentes y carismáticos que son estas criaturas.

Antes de mi gira con Grasse, conocí a Roger Hanlon, científico senior de MBL y experto mundial en cefalópodos.Explicó que hay indicios tempranos de que algunos cefalópodos tienen memoria episódica (capaces de recordar qué, dónde y cuándo de un evento), un signo de altas capacidades cognitivas en comparación con muchos vertebrados.La enorme complejidad y velocidad del comportamiento de camuflaje de un cefalópodo también es impresionante.

Debido a sus cerebros complejos, los cefalópodos están protegidos por leyes sobre animales de laboratorio en Canadá, la Unión Europea, Nueva Zelanda y algunos estados australianos.Los investigadores de esos lugares deben obtener aprobación ética para sus estudios y tratar a los animales humanamente.Pero en Estados Unidos no existe tal regulación.Si bien algunos críticos se oponen a cualquier experimentación con cefalópodos, la mayoría de los científicos con los que hablé, incluido Hanlon, dicen que mientras los cefalópodos se mantengan en buenas condiciones de bienestar, es ético continuar con ese trabajo.

Antes de salir del Centro de Recursos Marinos, me tomo un momento a solas en una esquina del edificio que alberga pilas de miniacuarios, como una especie de condominio de sepia, y miro dentro de uno de ellos.Un par de sepias flotan en medio del acuario como una nave espacial extraterrestre, mirándome con sus enormes ojos, estudiándome.Ojalá pudiera leer sus mentes y contar la historia desde su perspectiva.